DE3150690A1 - Verfahren und vorrichtung zum auftrennen eines gasgemisches, wie luft, durch adsorption - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum auftrennen eines gasgemisches, wie luft, durch adsorption

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DE3150690A1 DE19813150690 DE3150690A DE3150690A1 DE 3150690 A1 DE3150690 A1 DE 3150690A1 DE 19813150690 DE19813150690 DE 19813150690 DE 3150690 A DE3150690 A DE 3150690A DE 3150690 A1 DE3150690 A1 DE 3150690A1
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Jun Izumi
Masayoshi Kubo
Kenichi Maehara
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
  • zum Auftrennen eines Gasgemisches, wie Luft, durch Adsorption.
  • Das Zusammensetzungsverhältnis von gasförmigem N2 und gasförmigem 02 in der Luft beträgt bekanntlich etwa 4:1, und das Partialdruckverhältnis dieser Bestandteile beträgt ebenfalls etwa 4:1. Die von einem Adsorbens bzw.
  • Adsorptionsmittel adsorbierte Gasmenge variiert proportional zu diesen Partialdrücken der Gase. Wenn beispielsweise ein Adsorbens gasförmiges 02 aus der Luft unter einem Luftdruck von 5 ata (bar absolut) adsorbiert, beträgt der 02-Gaspartialdruck etwa 1 ata. Wird dieser Luftdruck von 5 ata auf 1 ata verringert, so erniedrigt sich der 02-Partialdruck auf etwa 0,2 ata, wobei der größte Teil des vom Adsorbens adsorbierten gasförmigen 02 desorbiert wird. Bei einer Adsorptions-Auftrennvorrichtung praktisch einsetzbarer Größe wird bei einfacher Luftdrucksenkung auf 1 ata das vom Adsorbens adsorbierte gasförmige 02 nicht desorbiert. Der Grund dafür liegt hierin, daß bei einer Luftdrucksenkung in der Adsorptionssäule auf 1 ata das gasförmige 02 vom Adsorbens desorbiert wird, so daß dabei der 02-Partialdruck um den Adsorbens herum hoch wird, wobei sich jedoch der 02-Partialdruck um den Adsorbens herum nicht verringert, weil die Strömungsmenge der die Adsorptionssäule durchströmenden Luft zu niedrig ist und daher das gasförmige 02 um den Adsorbens herum verweilt, so daß die Desorption des gasförmigen 02 nicht stattfindet und letzteres am Adsorbens adsorbiert bleibt.
  • Eine bisherige Ausführungsform einer Adsorptions-Auftrennvorrichtung für Luft, mit welcher das genannte Problem gelöst werden kann, ist im folgenden anhand von Fig. 1 erläutert. Dabei wird unbehandelte (raw) Luft über eine Hauptspeiseleitung a zu einem Luftkompressor bzw. Luftpresser b geleitet, der mit einem Nachkühler, einem Wasserabscheider (drain separator) und dgl. zum Kühlen und Entfeuchten der verdichteten Luft, die normalerweise hohe Temperatur besitzt, und erforderlichenfalls auch mit einem (Tief-)Kühlgerät o.dgl. versehen sein kann.
  • Im Anschluß an den Kompressor b teilt sich die Hauptspeiseleitung a in zwei Zweigleitungen cl, c2 auf. Restgas-Austragleitungen dl, e1 und d2, e2 sind mit Speiseleitungen cl bzw. c2 parallelgeschaltet, und in die betreffenden Leitungen cl, dl, el, c2, d2 und e2 sind Ventile fl bis f6 eingeschaltet. Ein Hauptaustragleitungsteil g kommuniziert mit den Austragleitungen dl und d2 und ist an eine Vakuumpumpe h angeschlossen, von welcher ein Hauptaustragleitungsteil i abgeht. Ebenso kommuniziert ein Hauptaustragleitungsteil j mit den Austragleitungen el und e2. Für die Leitungen cl, dl und el ist ein gemeinsames Sammelrohr k vorgesehen, während ein gemeinsames Sammelrohr 1 für die Leitungen c2, d2 und e2 vorgesehen ist. Die Sammelrohre sind an zugeordnete Adsorptionssäulen m bzw. n angeschlossen, die jeweils mit einem Adsorbens bzw. Adsorptionsmittel ml bzw. nl gefüllt sind.
  • Mit Ventilen q und r versehene N2-Gas-Abführleitungen o bzw. p verlaufen von der jeweiligen Adsorptionssäule m bzw. n zu einem gemeinsamen Abführleitungsteil s, der zu einem Behälter t führt, an den eine Hauptabführleitung u angeschlossen ist. Die Säulen m und n sind so angeordnet, daß in ihnen abwechselnd ein Adsorptions- und ein Desorptionsvorgang stattfinden.
  • Wenn beispielsweise die Adsorptionssäule m auf einen Adsorptionsschritt übergeht, sind die Ventile f1, q offen und die Ventile f2, f3 geschlossen. Demzufolge wird die verdichtete, unbehandelte Luft vom Kompressor b über die Hauptspeiseleitung a, die Speiseleitung cl, das Ventil fl und das Sammelrohr k zur Adsorptionssäule m geliefert. Wenn diese Luft die Adsorptionssäule m durchströmt, wird gasförmiges 02 (als adsorptionsfähiger Gasbestandteil) aus der unbehandelten Luft gegen den Adsorbens ml adsorbiert, während gasförmiges N2 (als nicht adsorptionsfähiger bzw. nicht adsorbierter Gasbestandteil) kondensiert und über die Abführleitung o, das Ventil q und den Abführleitungsteil s zum Behälter t abgeführt und weiterhin über die Hauptabführleitung u als Gasprodukt aus der Anlage herausgeführt wird. Wenn die Adsorptionssäule m auf beschriebene Weise auf den Adsorptionsschritt übergeht, setzt außerdem in der anderen Adsorptionssäule n der Desorptionsschritt ein, wobei das Ventil f6 offen ist, während die Ventile f4, f5 und r geschlossen sind. Demzufolge wird um den Adsorbens nl herum befindliche Restluft über das Sammelrohr 1, das Ventil f6,- die Austragleitung e2 und den Austragleitungsteil j aus der Anlage herausgeführt. Anschließend wird das Ventil f6 geschlossen, und das Ventil f5 wird geöffnet. Die um den Adsorbens nl herum befindliche Restluft wird somit abgesaugt und über das Sammelrohr l, das Ventil f5, die Austragleitung d2, den Austragleitungsteil g, die Vakuumpumpe h und den Austragleitungsteil i aus der Anlage herausgeführt, so daß der in der Adsorptionssäule n herrschende Druck auf den Partialdruck des gasförmigen 02 bei Adsorption abfällt und somit das vom Adsorbens nl adsorbierte 02 desorbiert wird, wobei der Adsorbens nl wieder aktiviert werden kann.
  • Ob gleich mit der vorstehend beschriebenen Adsorptions-Trennvorrichtung für Luft das vorher genannte Problem gelöst werden kann, besteht dabei der Nachteil, daß unter Druck stehendes Gas hoher 02-Konzentration über die Hauptaustragleitungsteile j und i aus der Anlage herausgeführt wird, ohne genutzt zu werden.
  • Es sind bereits verschiedene Verfahren zur wirksamen Nutzung dieses Druckgases vorgeschlagen worden; ein Beispiel für ein derartiges, bisheriges Verfahren ist in Fig. 2 veranschaulicht. Bei der Adsorption-Trennvorrichtung gemäß Fig. 2 wird ein Teil des gasförmigen N2, das während eines Adsorptionsvorgangs abgetrennt und kondensiert worden ist, über ein Strömungsmengen-Regelventil w in eine Adsorptionssäule eingeführt, in welcher ein Drucksenkungsvorgang beendet worden ist. Durch Senkung des Partialdruckes der Restluft um einen Adsorbens herum wird somit das vom letzteren adsorbierte gasförmige 02 desorbiert und dann ausgespült und zur Austragleitung g ausgetragen. Obgleich dabei auf eine Vakuumpumpe verzichtet werden kann, wird ein Teil des aufwendig abgetrennten und kondensierten gasförmigen N2 während eines Desorptionsvorgangs in der Adsorptionssäule verbraucht. Da außerdem das über die Austragleitung g abgeführte bzw. ausgetragene Gas nicht genutzt wird, ergibt sich beim Extrahieren von gasförmigem N2 als Gasprodukt das Problem, daß die Gewinnung dieses Produkts mit erhöhten Kosten verbunden ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Lösung des eingangs genannten Problems durch Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Auftrennung eines Gasgemisches durch Adsorption, bei dem ein Adsorptionsschritt unter Einspeisung eines unbehandelten Gases in eine mit einem Adsorbens bzw. Adsorptionsmittel gefüllte Adsorptionssäule, um einen adsorptionsfähigen (adsorbate) Gasbestandteil zu adsorbieren und einen nicht adsorptionsfähigen (unadsorbate) Gasbestandteil aus der Adsorptionssäule abzuziehen, und ein Desorptionsschritt unter Drucksenkung in der Adsorptionssäule, um den Adsorbens den an ihm adsorbierten Gasbestandteil desorbieren zu lassen und dabei diesen Gasbestandteil zu gewinnen, in mehreren Adsorptionssäulen wiederholt und in einem zueinander versetzten Takt durchgeführt werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmalen.
  • Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 Blockschaltbilder zweier bisheriger Adsorptions-Trennvorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zur Auftrennung von Luft durch Adsorption und Fig. 3 bis 5 Blockschaltbilder verschiedener Ausführungsformen einer Adsorptions-Trennvorrichtung gemäß der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Adsorptions-Trennverfahrens.
  • Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.
  • Gemäß Fig. 3 umfaßt eine erste Ausführungsform eine Adsorptions-Trennvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Hauptspeiseleitung 1 für unbehandelte Luft und einen zum Verdichten und Fördern der unbehandelten Luft dienenden Kompressor bzw. Luftpresser 2, der mit einem Nachkühler, einem Wasserabscheider usw. zum Kühlen und Entfeuchten der verdichteten, hohe Temperatur besitzenden Luft versehen ist und erforderlichenfalls auch mit einem (Tief-)Kühlgerät od.dgl. versehen sein kann. Von der Hauptspeiseleitung 1 zweigen Speiseleitungen 3a, 3b und 3c für unbehandelte Luft ab. Restgas-Leitungen 4a, 4b und 4c sind zu den Speiseleitungen 3a bis 3c parallelgeschaltet. Weiterhin sind Restgas-Austragleitungen 5a, 5b und 5c zu den Restgas-Austragleitungen 4a bis 4c parallelgeschaltet, während Restgas-Austragleitungen 6a bis 6c mit diesen Austragleitungen 5a bis 5c parallelgeschaltet sind. Eine gemeinsame bzw. Sammel-Restgas-Austraqleitung 7 kommuniziert mit den genannten Austragleitungen 4a bis 4c, während eine Restgas-Hauptaustragleitung 8 mit den genannten Austragleitungen 5a bis 5c verbunden ist. Die Austragleitung 8 ist in Reihe mit einem Strömungsmengen-Regelventil 9, einem Beruhigungsbehälter 10 und einem Ventil 11 geschaltet und außerdem an eine Restgas-Hauptaustragleitung 12 angeschlossen, die mit den genannten Austragleitungen 6a bis 6c kommuniziert . In die Leitung 12 ist außerdem ein Ventil 13 eingeschaltet, welches den Auslaß bei 14 steuert.In den genannten Leitungen 3a, 4a, 5a, 6a, 3b, 4b, 5b, 6b, 3c,.
  • 4c, 5c und 6c sind jeweils zugeordnete Ventile 15a bis 151 angeordnet. Für die jeweiligen Leitungen 3a bis 6a, 3b bis 6b und 3c bis 6c ist jeweils ein gemeinsames Sammelrohr 16, 17 bzw. 18 vorgesehen. Drei Adsorptionssäulen 19, 20 und 21 sind jeweils mit einem Adsorbens bzw. Adsorptionsmittel 19a, 20a bzw. 21a gefüllt. Abführleitungen 25a bis 25c für gasförmiges N2 sind mit den betreffenden N Abführleitungen 26a bis 26c sowie den betreffenden Restgas-Austragleitungen 27a bis 27c parallelgeschaltet.
  • Weiterhin sind Restgas-Austragleitungen 28a bis 28c zu den Austragleitungen 27a bis 27c parallelgeschaltet, wobei letztere mit der beschriebenen Restgas-Hauptaustragleitung 12 verbunden sind. Darüber hinaus sind für die genannten Leitungen 25a bis 28a, 25b bis 28b und 25c bis 28c jeweils zugeordnete Sammelrohre 22, 23 bzw. 24 vorgesehen. Die Leitungen 25a bis 28a, 25b bis 28b, 25c bis 28c sind jeweils mit einem Ventil 29a bis 291 versehen.
  • Eine gemeinsame N2-Abführleitung 30-kommuniziert mit den genannten Abführleitungen 25a bis 25c und ist an einen Beruhigungsbehälter 31 angeschlossen, mit dem eine N2-Hauptabführieitung 32 verbunden ist. Ein gemeinsame N Abführleitung 33 kommuniziert mit den genannten Abführleitungen 26a, 26b und 26c und ist außerdem mit einem Beruhigungsbehälter 34 verbunden, an den eine N2-Hauptabführleitung 35 angeschlossen ist. (Bei dem "Restgas" (cavity gas) handelt es sich um das in den Poren des Adsorbens sowie in den Hohlräumen der Adsorptionssäulen zurückgehaltene Gas.) Die gemeinsame Restgas-Austragleitung 36 kommuniziert mit Austragleitungen 27a bis 27c und ist mit einem Strömungsmengen-Regelventil 37, einem Beruhigungsbehälter 38 und einem Ventil 39 in dieser Reihenfolge versehen, bevor sie in die Leitung 12 übergeht. Es ist darauf hinzuweisen, daß zwar eine automatische Steuer- bzw. Regelvorrichtung zur Betätigung der verschiedenen Ventile in der Anlage vorgesehen sein kann, im Blockschaltbild jedoch nicht dargestellt ist. Darüber hinaus können auch vier oder mehr Adsorptionssäulan vorgesehen sein.
  • Im Betrieb der vorstehend beschriebenen Adsorptions-Trennvorrichtung führen die drei Adsorptionssäulen 19, 20 und 21 die folgenden Vorgänge bzw. Verfahrensschritte durch: I einen Hochdruck-Adsorptionsschritt, II primäre und sekundäre Drucksenkungsschritte sowie einen Desorptionsschritt und III einen Niederdruck-Druckerhöhungsschritt, einen Niederdruck-Adsorptionsschritt und einen Hochdruck-Druckerhöhungsschritt.
  • Diese Verfahrensschritte werden in der Reihenfolge I - II - III wiederholt und zeitlich zueinander verschoben bzw.
  • in gestaffeltem Takt durchgeführt.
  • Wenn beispielsweise die Adsorptionssäule 19 auf den ersten der oben beschriebenen Verfahrensschritte übergeht, sind nur die Ventile 15a und 29a offen. Infolgedessen wird die durch den Kompressor 2 verdichtete, unbehandelte Luft über die Hauptspeiseleitung 1, die Speiseleitung 3a, das Ventil 15a und das Sammelrohr 16 zur Adsorptionssäule 19 geleitet bzw. in diese eingespeist. Während diese Luft die Adsorptionssäule 19 durchströmt, wird das in ihr enthaltene gasförmige 02 (als adsorptionsfähiger Gasbestandteil) gegen den Adsorbens 19a adsorbiert, während gasförmiges N2 (als nicht adsorbierter Gasbestandteil) -kondensiert und über das Sammelrohr 22, die Abführleitung 25a, das Ventil 29a sowie die gemeinsame bzw. Sammel-Abführleitung 30 zum Beruhigungsbehälter 31 abgeführt und weiterhin als Gasprodukt über die Hauptabführleitung 32 aus der Anlage herausgeführt wird. Bei Einleitung des ersten Verfahrensschritts in der Säule 19 geht die Adsorptionssäule 21 auf den zweiten Verfahrensschritt über, wobei die Ventile 151, 291 und 39 offen und die Ventile 15i, 15j, 15k, 29i, 29j, 29k, 11 und 13 geschlossen sind, so daß in der Adsorptionssäule 21 der im ersten Verfahrensschritt abgeschlossene primäre Drucksenkungsschritt eingeleitet wird. Hierbei wird um den Adsorbens 21a herum vorhandenes, unter vergleichsweise hohem Druck stehendes Restgas über das Sammelrohr 18, das Ventil 151 und die Austragleitung 6c zur Hauptaustragleitung 12 und außerdem über das Sammelrohr 24, die Austragleitung 28c und das Ventil 291 zur Hauptaustragleitung 12 geleitet und weiterhin von der Hauptaustragleitung 12 über das Ventil 39 zum Behälter 38 geführt. Wenn sich die Innendrücke von Adsorptionssäule 21 und (Beruhigungs-) Behälter 38 einander nahezu angeglichen haben, schließt das Ventil 39, und das Ventil 11 öffnet, um den sekundären Drucksenkungsschritt einzuleiten. In diesem Verfahrensschritt wird das in der Hauptaustragleitung 12 befindliche Restgas zum Behälter geführt, und wenn sich die Innendrücke von Behälter 10 und Säule 21 einander angeglichen haben, wird das Ventil 11 geschlossen, während das Ventil 13 zur Einleitung des dritten Drucksenkungsschritts geöffnet wird. In diesem Schritt wird das Restgas aus der Anlage (nach außen) ausgetragen. Wenn sich der Innendruck der Adsorptionssäule 21 nahezu dem Partialdruck des gasför- migen 02 in der der Säule 19 zugeführten unbehandelten Luft angeglichen hat, schließt das Ventil 13, worauf die Reihe der Drucksenkungsschritte abgeschlossen ist. Anschließend geht die Adsorptionssäule 21 durch öffnen der Ventile 15j und 29k auf den Desorptionsschritt über.
  • Sobald zu Beginn oder während des dritten Drucksenkungsschritts der 0 2-Partialdruck erreicht ist, wird selbstverständlich der folgende Drucksenkungsschritt augenblicklich beendet. Wenn die Ventile 15j und 29k an der Säule 21 offen sind, wird ein im Behälter 38 gespeichertes Restgas niedriger 02-Konzentration über die Ventile 37, 29k und 15j sowie die Leitungen 36, 27c, 24, 18 und 4c zur Hauptaustragleitung 7 in Strömung gesetzt, so daß der 02-Partialdruck in der Säule 21 absinkt, und mithin das gegen den Adsorbens 21a adsorbierte gasförmige 02 desorbiert wird. Dieses 02 wird sodann ausgespült und an der gemeinsamen bzw. Sammel-Austragleitung 7 gewonnen.
  • Sobald die 02-Konzentration während dieses Desorptionsschritts abzufallen beginnt, werden die Ventile l5j und 29k zur Beendigung dieses Vorgangs geschlossen. Da ein Teil des im Behälter 38 gespeicherten Restgases während des Desorptionsschritts verbraucht und beim primären Drucksenkungsschritt ergänzt wird, muß der Behälter 38 ersichtlicherweise ein für die Gewährleistung dieser Funktionen ausreichend großes Volumen besitzen. Wenn weiterhin ein Gas mit hoher 02-Konzentration als Produktgas an der Sammel-Austragleitung 7 gewonnen wird, kann je nach der Konzentrationsgröße das gesamte oder ein Teil des während des dritten Drucksenkungsschritts gelieferten Restgases als Produkt gewonnen werden, indem zu Beginn oder während des dritten Drucksenkungsschritts die Ventile 151, 291 und 13 geschlossen und cis Ventil 15j geöffnet werden.
  • Wenn die Adsorptionssäule 19 auf den ersten Verfahrensschritt übergeht, beginnt in der Säule 20 der dritte Verfahrensschritt, wobei nur das Ventil 29f geöffnet ist.
  • Infolgedessen wird gasförmiges N2 niedrigen Drucks aus dem Behälter 34 über die Hauptabführleitung 33, das Ventil 29f, die Abführleitung 26b und das Sammelrohr 23 in die Adsorptionssäule 20 eingeleitet, in welcher der Desorptionsschritt beendet worden ist, worauf ein Niederdruck-Druckerhöhungsschritt einsetzt. Wenn sich die Innendrücke von Behälter 34 und Säule 20 einander nahezu angeglichen haben, wird zur Einleitung des Niederdruck-Adsorptionsschritts das Ventil 15g geöffnet. Bei diesem Vorgang wird das während des sekundären (zweiten) Drucksenkungsschritts im Beruhigungsbehälter 10 gespeicherte Restgas über das Strömungsmengen-Regelventil 9, die Hauptaustragleitung 8, die Austragleitung 5b, das Ventil 15g und das Sammelrohr 17 der Adsorptionssäule 20 eingespeist.
  • Infolgedessen wird das in diesem Gas enthaltene 02 gegen den Adsorbens 20a adsorbiert, während das kondensierte, abgetrennte gasförmige N2 über das Sammelrohr 23, die Abführleitung 26b, das Ventil 29f und die Hauptabführleitung 33 zum Beruhigungsbehälter 34 abgeführt wird.
  • Durch Beobachtung und Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem die 02-Konzentration in diesem Gas anzusteigen beginnt, werden die Ventile 15g und 29f geschlossen, um den Niederdruck-Adsorptionsschritt zu beenden. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Niederdruck-Druckerhöhungsschritt und der Niederdruck-Adsorptionsschritt durch gleichzeitiges öffnen der Ventile 15g und 29f zu einem einzigen Verfahrensschritt zusammengefaßt werden können. Je nach der 02-Konzentration in dem vom Beruhigungsbehälter 34 gelieferten gasförmigen N2 niedrigen Drucks kann auch eine Abwandlung in der Weise vorgenommen werden, daß anstelle des Ventils 29f das Ventil 15g geöffnet und damit der Niederdruck-Druckerhöhungsschritt durch Einspeisung des Restgases in die Adsorptionssäule 20 durchgeführt wird.
  • Wenn in der Säule 20 der Niederdruck-Adsorptionsschritt abgeschlossen ist, wird das Ventil 29e geöffnet, so daß das im Behälter 31 befindliche gasförmige N2 hohen Drucks über die Sammel-Abführleitung 30, das Ventil 29e, die Abführleitung 25b und das Sammelrohr 23 zur Durchführung des Hochdruck-Druckerhöhungsschritts in die Adsorptionssäule 20 eingeführt wird. Wenn sich die Innendrücke des Behälters 31 und der Säule 20 einander nahezu angeglichen haben, wird außerdem zur Beendigung des Hochdruck-Druckerhöhungsschritts das Ventil 29e geschlossen. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Ventil 29e (auch) in Vorbereitung auf den anschließenden Hochdruck-Adsorptionsschritt offen bleiben kann. Da das im Behälter 10 gespeicherte Restgas während des Niederdruck-Adsorptionsschritts verbraucht und das verbrauchte Restgas im sekundären Drucksenkungsschritt ergänzt bzw. nachgeliefert wird, muß der Beruhigungsbehälter 10 ein für die Durchführung dieser Funktionen ausreichend großes Volumen besitzen. Je nach der 02-Konzentration in dem vom Behälter 31 gelieferten gasförmigen N2 hohen Drucks kann außerdem eine Abwandlung in der Weise vorgenommen werden, daß anstelle des Ventils 29e das Ventil 15e während des Hochdruck-Druckerhöhungsschritts geöffnet wird, um die unbehandelte Luft in die Adsorptionssäule 20 einzuführen und dadurch den Hochdruck-Druckerhöhungsschritt durchzuführen.
  • Eine weitere Abwandlung ist in der Weise möglich, daß nach der Beendigung des Niederdruck-Druckerhöhungsschritts die Adsorptionssäule 20 auf den Hochdruck-Adsorptionsschritt übergeht und die Ventile 15e und 29e gleichzeitig geöffnet werden, um die Hochdruck-Druckerhöhung und die Hochdruck-Adsorption gleichzeitig durchzuführen (die oben beschriebene Arbeitsweise entspricht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung).
  • Bei der beschriebenen ersten Ausführungsform wird im Verlauf der primären und sekundären Drucksenkungsschritte das Restgas durch öffnen der Ventile 151 und 291 von beiden Seiten der Adsorptionssäule 21 geliefert bzw. abge- führt. Es kann jedoch eine Abwandlung dahingehend vorgenommen werden, daß während des primären Drucksenkungsschritts die Ventile 151 und 291 offen sind, während im Verlauf der anderen Drucksenkungsschritte, zumindest während des zweiten Drucksenkungsschritts, das Restgas durch Öffnen nur des Ventils 151 von der einen Seite der Säule 21 geliefert wird. In jeder anderen Hinsicht entspricht die Arbeitsweise derjenigen der zuerst beschriebenen Ausführungsform (die genannte Abwandlung stellt eine zweite bevorzugte Ausführungsform dar).
  • In der folgenden Tabelle I finden sich die Ergebnisse eines Vergleichs zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und den bisherigen Verfahren, wobei die Adsorptionssäulen gemäß Fig. 1 und 2 bzw. gemäß Fig. 3 jeweils mit 10 kg eines Adsorbens bzw. Adsorptionsmittels (Fe-K-Na-A) gefüllt waren. Aufgrund des verwendeten Adsorbens (Fe-K-Na-A) wird Sauerstoff (02) adsorbiert, während Stickstoff (N2) nicht adsorbiert wird. Beim Versuchslauf mit der zweiten Ausführungsform wurden die Ventile 29d, 29h und 291 während der zweiten und dritten Drucksenkungsschritte geschlossen gehalten.
  • Tabelle 1
    Erfindungsgemäßes Verfahren Bisheriges Verfahren
    Fig. 3 Fig.1 Fig. 2
    Testvorrichtung und -verfahren 1.Ausführungsform 2.Ausführungsform Evakuter-Desorp- Spül-Desorption
    tion
    Druck ata 6 6 6 6
    Speiseluft Strömungsmenge Nm³/h 10,0 10,0 10,0 10,0
    Temperatur °C 25 25 25 25
    Hoch-
    Druck druck ata 6 6 6 6
    Nieder-
    druck ata 2,5 2,2 - -
    geliefer- Hoch-
    tes N2 Strömungs- druck Nm³/h 4,8 4,3 4,9 4,5
    menge Nieder-
    druck Nm³/h 1,5 1,7 - -
    Gesamt Nm³/h 6,3 6,0 4,9 4,5
    O2-Konzentration Vol,-% 1 oder darunter 1 oder darunter 1 oder darunter 1 oder darunter
    Druck ata 1,2 1,2#0,2 1,2
    Strömungsmenge Nm³/h 2,1 1,4 1,7
    O2-Konzentration Vol,-% 74 70 55
    Strömungsmenge, reines O2 Nm³/h 1,55 0,98 0,94
    Aus obiger Tabelle geht folgendes hervor: 1. Unabhängig davon, daß nur der Kompressor 2, nicht aber eine Vakuumpumpe verwendet wurde und damit der Leistungsverbrauch niedrig war, konnten die Abführ- bzw. Lieferströmungsmengen an gasförmigem N2 und 0 2 im Vergleich zu den bisherigen Verfahren unter entsprechender Senkung der Herstellungskosten erhöht werden.
  • 2. Wenn die Restgas-Abführung im Verlauf einer Reihe von Drucksenkungsschritten von beiden Seiten der Adsorptionssäule erfolgt-, lassen sich größere Strömungsmengen an gasförmigem N2 und 02 alsdann erzielen, wenn diese Abführung oder LieEerung nur während des primären Drucksenkungsschritts erfolgt; diese Verfahrensführung liefert also ein besseres Ergebnis bei Senkung der Herstellungskosten. Wenn das Restgas nur von einer Seite (der Einspeiseseite für die unbehandelte Luft) der-Adsorptionssäule während des dritten Drucksenkungsschritts geliefert wird, liegt die Strömungsmenge zwischen den beiden genannten Werten.
  • 3. Wie erwähnt, -ist beim erfindungsgemäßen Verfahren die Liefer- bzw. Abführmenge an gasförmigem N2 groß; hieraus folgt, daß die 02-Konzentration in dem über die Austragleitungen 7 und 14 ausgetragenen Gas hoch ist.
  • Insbesondere im Fall der ersten Ausführungsform beträgt die 02-Konzentration 74 %, was eine entsprechende Kostensenkung für die Herstellung von gasförmigem 02 bedeutet.
  • Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung stellt eine vereinfachte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3 insofern dar, als die Zahl der Abführ- und Austragleitungen an beiden Enden der Adsorptionssäulen von 4 auf 3 verringert ist. Außerdem sind bei der Vorrichtung gemäß Fig.4 die Leitung 8 zusammen mit den Ventilen 9 und 11 sowie dem Beruhigungsbehälter 10, ebenso wie der Beruhigungsbehälter 38 und das Ventil 39, weggelassen.
  • Die Leitungen 33 und 36 sind unter Weglassung des Beruhigungsbehälters 34 und des Auslasses 35 zusammengeschaltet, und das Strömungsmengen-Regelventil 37 befindet sich gemäß Fig. 4 an der Verzweigung oder Verbindung der Leitungen 33 und 36.
  • Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 4 entspricht weitgehend derjenigen bei der Vorrichtung nach Fig. 3, doch führen in diesem Fall die drei Adsorptionssäulen 19, 20 und 21 die folgenden Verfahrensschritte durch: I einen Adsorptionsschritt, II einen Drucksenkungsschritt und III einen Desorptionsschritt sowie einen Druckerhöhungsschritt.
  • Diese Schritte werden aufeinanderfolgend in der angegebenen Reihenfolge, aber in zueinander versetztem Takt durchgeführt. Wenn die Adsorptionssäule 19 auf den ersten Schritt übergeht, werden die Ventile 15a und 29a geöffnet und die Ventile 15b, 15c, 29b und 29c geschlossen. Die durch den Verdichter 2 verdichtete unbehandelte Luft wird somit über die Hauptspeiseleitung 1, die Speiseleitung 3a, das Ventil 15a und das Sammelrohr 16 in die Adsorptionssäule 19 eingespeist. Beim Durchströmen der Adsorptionssäule 19 wird das in der unbehandelten Luft enthaltene 02 (als adsorptionsfähiger Gasbestandteil) gegen den Adsorbens 19a adsorbiert, während N2 (als unadsorbierbare Gaskomponente) kondensiert und über L. : das Sammelrohr 22, die Abführleitung 25a, das Ventil 29a und die Sammel-Abführleitung 30 zum Beruhigungsbehälter 31 geliefert und weiterhin als Produktgas über die Hauptabführleitung 32 aus der Anlage abgezogen wird.
  • Wenn die Adsorptionssäule 19 auf den ersten Verfahrensschritt übergeht, beginnt gleichzeitig in der Adsorptionssäule 21 der zweite Verfahrensschritt. In diesem Augenblick hat sich eine Massenübertragungszone von gasförmigem 0 2 in die Nähe des Auslaßendes (zur Seite des Sammelrohrs 24) verschoben, wobei näher zum Auslaß hin fortschreitend mehr gasförmiges N2 vorhanden ist. Das Innere der Adsorptionssäule 21 wird auf einem dem Adsorptionsdruck entsprechenden Druck gehalten. Wenn unter diesen Bedingungen nur das Ventil 29k geöffnet wird, wird anfänglich gasförmiges N2 ausgetragen, während anschließend die am Einlaßende (der Seite des Sammelrohrs 18) zurückgebliebene Luft austritt und aufgrund dieses Luftstroms der Partialdruck des gasförmigen 02 gesenkt und demzufolge 02 desorbiert wird, so daß ein Gas mit vergleichsweise hoher 0 2-Konzentration geliefert wird. Wenn dagegen nur das Ventil 15k geöffnet wird, strömt anfänglich die Luft aus, während anschließend gasförmiges N2 ausgetragen wird; aufgrund dieses N2-Stroms wird der 02-Partialdruck gesenkt und gasförmiges 0 2 desorbiert, so daß in diesem Fall die Gefahr dafür besteht, daß ein Gas mit vergleichsweise hoher 02-Konzentration geliefert wird. Aus diesem Grund werden beide Ventile 15k und 29k geöffnet, um ein Restgas-Gemisch (Poren- bzw. Restgas) aus der Adsorptionssäule 21 über das Sammelrohr 18, das Ventil 15k und die Austragleitung 5c zur Austragleitung 36 und außerdem über das Sammelrohr 24, das Ventil 29k und die Austragleitung 27c zur Austragleitung 36 auszutragen; auf diese Weise wird der primäre Drucksenkungsschritt durchgeführt. Bei diesem Vorgang wird der Druck des Gasgemisches innerhalb der Adsorptionssäule 21 auf einen vorbestimmten Druckwert gesenkt, weshalb gasförmiges 02 vom Adsorbens 21a desorbiert und der 02 Partialdruck um den Adsorbens 21a herum hoch wird, doch da die Strömungsmenge oder Durchsatzmenge des die Adsorptionssäule 21 durchströmenden Gasgemisches klein ist, wird der 02-Partialdruck um den Adsorbens 21a herum nicht herabgesetzt, vielmehr bleibt das gasförmige 02 um den Adsorbens 21a herum zurück, so daß die Q2-Desorption nicht stattfin- det und das 02 damit gegen den Adsorbens 21a adsorbiert bleibt. Wenn darüber hinaus auf noch zu beschreibende Weise die Desorption in der Adsorptionssäule 20 beendet ist, wird das Ventil 29k an der Säule 21 geschlossen.
  • Außerdem wird zur Einleitung des sekundären (zweiten) Drucksenkungsschritts das Ventil 13 geöffnet, wobei das überschüssige, in der Säule 21 verbleibende Gasgemisch über das Sammelrohr 18, das Ventil 15k, die Austragleitung 5c, das Ventil 13 und die Austragleitung 14 aus der Anlage abgeführt wird. Die 02-Konzentration des während dieser sekundären Drucksenkung gelieferten Gases ist zwar anfänglich niedrig, doch steigt sie im Verlauf der Drucksenkung an, so daß es beim Abziehen vom gasförmigen 02 als Gasprodukt möglich ist, zu Beginn oder während der sekundären Drucksenkung die Ventile 15k und 13 zu schliessen und das Ventil 15j zu öffnen und dabei das gasförmige 02 über die Sammel-Austragleitung 7 außerhalb der Anlage zu gewinnen. Wenn der in der Adsorptionssäule 21 herrschende Druck auf eine vorbestimmte Größe gesenkt worden ist, werden zur Beendigung des sekundären Drucksenkungsschritts die Ventile 29k und 13 geöffnet.
  • Wenn in der Adsorptionssäule 19 der erste Verfahrensschritt, d.h. der Adsorptionsschritt eingeleitet wird, geht die Adsorptionssäule 20 auf den dritten Verfahrensschritt, d.h. den Desorptions- und Druckerhöhungsschritt über. Dabei werden zunächst die Ventile 15f und 29f geöffnet und die Ventile 15e, 15g, 29e und 29g geschlossen.
  • Demzufolge wird das in der Adsorptionssäule 21 enthaltene, zur Austragleitung 36 ausgetragene Restgasgemisch über das Strömungsmengen-Regelventil 37, die Speiseleitungen 33 und 26b, das Ventil 29f und das Sammelrohr 23 zur Adsorptionssäule 20 geführt. Während das in der Säule 20 befindliche Gas ausgespült wird, wird das gegen den Adsorbens 20a adsorbierte 02 desorbiert. Ein vom Adsorbens 20a freigegebenes Gas hoher 02-Konzentration wird auch über das Sammelrohr 17, das Ventil 15f, die Austragleitung 4b und die Sammel-Austragleitung 7 ausgetragen und gewonnen. Anschließend werden die Ventile 15f und 29f geschlossen, während das Ventil 29e geöffnet wird. Demzufolge wird gasförmiges N2 aus dem Behälter 31 über die Haupt-Abführleitung 30, die Abführleitung 25b, das Ventil 29 und das Sammelrohr 23 in die Adsorptionssäule 20 ausgespült, so daß deren Druck auf einen vorbestimmten Wert ansteigt. Wenn der erforderliche Druck erreicht ist, wird zur Einleitung des Desorptions- und Druckerhöhungsschritts das Ventil 29e geschlossen. Je nach den Anteilen der betreffenden Zeitspannen für die Durchführung der oben angegebenen drei Verfahrensschritte kann jedoch der Druckerhöhungsschritt zu Beginn des Adsorptionsschritts durchgeführt werden, indem die Ventile 15a und 29a geöffnet werden, wenn die Adsorptionssäule 19 unter Auslassung des Druckerhöhungsschritts und bei gleichzeitiger Einführung von unbehandelter Luft und gasförmigem N2 auf den Adsorptionsschritt übergeht (entsprechend einer dritten bevorzugten Ausführungsform). Während das Gasgemisch an der einen Seite der Adsorptionssäule 21 ausgetragen wird, indem das Ventil 15k beim übergang der Säule 21 auf die sekundäre Drucksenkung bei der genannten dritten Ausführungsform im Offen-Zustand gehalten wird, kann weiterhin das Gasgemisch im Offen-Zustand beider Ventile 15k und 29k und bei weiterhin geöffnetem Ventil 13 von beiden Seiten der Adsorptionssäule 21 ausgetragen werden (entsprechend einer vierten Ausführungsform).
  • Die in Fig. 5 dargestellte Adsorptions-Trennvorrichtung, bei welcher im Gegensatz zur Vorrichtung nach Fig. 4 der Beruhigungsbehälter 38 wieder hinzugefügt ist, arbeitet wie folgt: Ein im primären (ersten) Drucksenkungsschritt für die Desorption ausgetragenes Gasgemisch wird über das Strömungsmengen-Regelventil 37 ünmittelbar in eine andere, einen Desorptionsschritt ausführende Adsorptionssäule eingespeist, wobei diese Adsorptionssäulen sowie eine Adsorptionssäule, in welcher ein Adsorptionsvorgang stattfindet, synchron betrieben werden. Bei dieser Vorrichtung wird ein während einer primären Drucksenkung ausgetragenes Gasgemisch vorübergehend im Beruhigungsbehälter 38 gespeichert, wobei dieses Gasgemisch sodann aus dem Behälter 38 einer anderen Adsorptionssäule eingespeist werden kann, in welcher ein sekundärer Drucksenkungsvorgang beendet worden ist; unter diesen Voraussetzungen ist es nicht immer nötig, eine primäre Drucksenkung mit einem Desorptionsvorgang zu synchronisieren (entsprechend einer fünften Ausführungsform). Bei Weglassung des sekundären Drucksenkungsvorgangs kann außerdem, wie erwähnt, die Zahl der Adsorptionssäulen auf zwei verringert werden.
  • In jeder anderen Hinsicht entspricht die Verfahrensführung bei der fünften Ausführungsform derjenigen der dritten Ausführungsform. Bei dieser fünften Ausführungsform ist es außerdem möglich, das in der Adsorptionssäule befindliche Gasgemisch von beiden Seiten der Adsorptionssäule abzuziehen und während des sekundären Drucksenkungsvorgangs im Beruhigungsbehälter 38 zu speichern (entsprechend einer sechsten Ausführungsform).
  • In der folgenden Tabelle finden sich die Ergebnisse eines Vergleiches des bisherigen Verfahrens mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Adsorptionssäulen gemäß Fig.1 bzw. gemäß Fig. 2 und 3 mit 10 kg Fe-K-Na-A als Adsorbens bzw. 7,5 kg Fe-Na-A als Adsorbens gefüllt waren.
    Eingefüllter Absorbens Fe-K-Na-A Fe-Na-A
    bisheriges Verf. Erfindungsgem. Verf. bisheriges Verf. Erfindungsgem. Verf.
    Fig. 1 Fig.2 Fig. 4 Fig. 4 Fig. 1 Fig. 2 Fig. 5 Fig. 5
    Evakuier- Spül- 3. Aus- 4. Aus- Evakuier- Spül- 5. Aus- 6. Aus-
    Testvorrichtung und- verfahren Desorption Desorption füh- führungs- Desorption Desorp- führungs- führungs-
    rungs- form tion form form
    form
    Adsorptions-# Druck ata 6 6 6 6 6 6 6 6
    säulen- # Strömungsmenge Nm³/h 10 10 10 10 10 10 10 10
    Speiseluft # Temperatur °C 25 25 25 25 0 0 0 0
    # Druck ata 6 6 6 6 6 6 6 6
    Abgeführtes # Strömungsmenge Nm³/h 4,9 4,5 5,2 5,0 5,6 5,0 5,6 5,1
    N2 # O2-Konzentration Vol.-% 1 oder 1 oder 1 oder 1 oder 1 oder 1 oder 1 oder 1 oder
    darunter darunter darunter darunter darunter darunter darunter darunter
    # Druck ata 1,2 # 0,2 1,2 1,2 1,2 1,2 # 0,2 1,2 1,2 1,2
    # Strömungsmenge Nm³/h 1,4 1,7 1,7 1,8 1,4 1,5 1,4 1,7
    Abgeführtes # O2-Konzentrations- Vol.-% 70 55 57 74 79 63 65 84
    O2 # äquivalent
    # Strömungsmenge Nm³/h 0,98 0,94 0,94 1,33 1,23 0,94 0,96 1,43
    # reines O2
  • 1. Wie sich aus obiger Tabelle 2 ergibt, ist bei der fünften Ausführungsform unabhängig von der weggelassenen Vakuumpumpe die N2-Lieferströmungsmenge gleich groß oder größer als bei den bisherigen Verfahren. Obgleich in Tabelle 2 nicht aufgeführt, kann mit der dritten Ausführungsform der Erfindung ein ähnliches Ergebnis erzielt werden. Hieraus läßt sich schließen, daß sich zumindest die Energiekosten für die Vakuumpumpe einsparen lassen.
  • 2. Bei der sechsten Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die 02-Lieferströmungsmenge als auch die 02-Konzentration im Vergleich zu den bisherigen Verfahren verbessert. Darüber hinaus ist die Strömungsmenge an reinem O, im gelieferten bzw. abgeführten gasförmigen 02 beträchtlich erhöht, so daß sich die Energiekosten pro Nm3 an reinem O2 stark verringern, wozu auch das Fehlen der Vakuumpumpe beiträgt. Das gleiche Ergebnis kann bei der vierten Ausführungsform erwartet werden.
  • 3. Wie sich aus obigem ergibt, eignen sich für das Extrahieren von gasförmigem N2 als Produktgas besonders vorteilhaft die dritte und die fünfte Ausführungsform, während für das Extrahieren von gasförmigem 02 als Produktgas die zweite und die vierte Ausführungsform am vorteilhaftesten sind.
  • 4. Die Adsorptions- und Desorptionsvorgänge müssen während einer bestimmten Zeitspanne durchgeführt werden; andererseits ist jedoch die Desorption des gegen den Adsorbens adsorbierten gasförmigen 02 um geringer, je schneller der Drucksenkungsvorgang, ohne Beschädigung des Adsorbens, durchgeführt wird. Diesbezüglich sind andererseits die fünfte und die sechste Ausführungsform vorteilhafter als die dritte und die zweite Ausführungsform. Bei fünfter und sechster Ausführungsform ist es außerdem nicht immer nötig, den primären Drucksenkungsvorgang mit dem Desorptionsvorgang zu synchronisieren, woraus sich ein größerer Spielraum bezüglich der Reihenfolge der Verfahrensschritte ergibt und ausserdem je nach der für die betreffenden Verfahrensschritte erforderlichen Zeit die Zahl der Adsorptionssäulen auf zwei verringert werden kann.
  • Leerseite

Claims (10)

  1. Verfahren und Vorrichtung zum Auftrennen eines Gasgemisches, wie Luft, durch Adsorption Patentansprüche 1. Verfahren zum Auftrennen eines Gasgemisches durch Adsorption, bei dem ein Adsorptionsschritt unter Einspeisung eines unbehandelten (raw) Gases in eine mit einem Adsorbens bzw. Adsorptionsmittel gefüllte Adsorptionssäule, um einen adsorptionsfähigen (adsorbate) Gasbestandteil zu adsorbieren und einen nicht adsorptionsfähigen (unadsorbate) Gasbestandteil aus der Adsorptionssäule abzuziehen, und ein Desorptionsschritt unter Drucksenkung in der Adsorptionssäule, um den Adsorbens den an ihm adsorbierten Gasbestandteil desorbieren zu lassen und dabei diesen Gasbestandteil zu gewinnen, in mehreren Adsorptionssäulen wiederholt und in einem zueinander versetzten Takt durchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einleitung des Desorptionsschritts ein in einer Anfangsphase einer Drucksenkungsperiode (primäre Drucksenkungsperiode) in einer Adsorptionssäule, in welcher die Adsorption abgeschlossen ist, geliefertes oder abgeführtes Gasgemisch mit niedriger Konzentration an desorbierbarem Gasbestandteil einer Adsorptionssäule, in welcher die Drucksenkung beendet ist, eingespeist wird, um den an einem Adsorbens adsorbierten Gasbestandteil auszuspülen (to scavenge) und zu desorbieren, wobei im Vergleich zu einer Spül-Desorption unter Verwendung eines Teils eines während eines Adsorptionsschritts gelieferten, nicht adsorbierbaren Gasbestandteils eine verbesserte Ausbeute an nicht adsorbierbarem Gas erzielbar ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spül-Desorptionsdruck in der Nähe des Partialdrucks des adsorbierbaren Bestandteils des unbehandelten Gases angewandt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch-gekennzeichnet, daß das Gasgemisch, das während eines sekundären (zweiten) Drucksenkungsschritts nach einer primären (ersten) Drucksenkung geliefert wird, einer Adsorptionssäule eingespeist wird, deren Innendruck auf einen Wert zwischen dem Spül-Desorptionsdruck und dem Druck während der Hochdruck-Adsorption erhöht wird, welche durch Zufuhr des Gasgemisches und/oder eines nicht adsorbierbaren (unaisorbate) Gases durchgeführt wird, welches während eines Niederdruck-Adsorptionsvörgangs geliefert wird, bei dem einer Adsorptionssäule, in welcher die Spül-Desorption abgeschlossen ist, das Gasgemisch sowie ein unbehandeltes Hochdruckgas zugeführt wird, um eine Niederdruck-Adsorption durchzuführen und ein nicht adsorbierbares Gas zu liefern, so daß die Ausbeute sowohl an adsorbierbarem als auch an nicht adsorbierbarem Gasbestandteil verbessert werden kann.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein während einer primären und/oder einer sekundären Drucksenkung geliefertes Gasgemisch in einem (Beruhigungs-)Behälter zwischengespeichert wird, so daß eine Synchronisierung dieser Drucksenkungsschritte mit einem Spül-Desorptionsschritt und/oder einem Niederdruck-Adsorptionsschritt unnötig wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch mit hohem Gehalt an adsorbierbarem Bestandteil, das im späteren Verlauf des Drucksenkungsschritts (nach der primären Drucksenkung nach Anspruch 1, aber vor der sekundären Drucksenkung nach Anspruch 3) geliefert wird, ganz oder teilweise aus der Anlage abgeführt wird, und zwar zusammen mit einem Gas, das während eines Spül-Desorptionsschritts innerhalb eines zulässigen Bereichs einer Konzentration des adsorbierbaren Gasbestandteils des damit angereicherten und aus der Anlage (nach außen) abgeführten Gases geliefert wird, um die Ausbeute an adsorbierbarem Gasbestandteil zu verbessern.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch qekennzeichnet, daß während der Drucksenkungsschritte, außer beim primären Drucksenkungsschritt, das in der Adsorptionssäule enthaltene Gas von beiden Enden der Adsorptionssäule abgeführt und damit die Konzentration an adsorbierbarem Bestandteil des während der Spüldesorption gelieferten Gases erhöht und somit die Ausbeute an beiden Gasbestandteilen verbessert wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der späteren Phase des Drucksenkungsschritts das in der Adsorptionssäule enthaltene Gas von der zur Einspeisung des unbehandelten Gases dienenden Seite der Adsorptionssäule her geliefert bzw. abgeführt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in einer Adsorptionssäule, die auf einen Adsorptionsschritt übergehen soll, mittels des unbehandelten Gases oder eines Teils des bei der Hochdruck-Adsorption gelieferten oder abgeführten Gases auf den Druck bei der Hochdruck-Adsorption erhöht und damit der Reinheitsgrad des Gases erhöht wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Adsorptionssäulen ein Adsorbens bzw. Adsorptionsmittel eingefüllt wird, der bzw.
    das selektiv Sauerstoff aus Luft zu adsorbieren vermag und der bzw. das durch Zusatz von zumindest Eisen mit einer Wertigkeit von 2 oder mehr zu industriell reinem A4-Typ-Zeolith hergestellt worden ist.
  10. 10. Vorrichtung zum Auftrennen eines Gasgemisches durch Adsorption mit mindestens zwei Adsorptionssäulen, einer Haupt-Gasgemischspeiseleitung mit in diese eingeschaltetem Kompressor bzw. Luftpresser und ventilgesteuerten Anschlüssen am einen Ende jeder Adsorptionssäule, so daß je nach Bedarf ein Gasgemisch zur Adsorption durch jede oder beide dieser Adsorptionssäulen leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionssäulen Mischgas-Speiseleitungen, über ein gemeinsames Sammelrohr an ihre Einlaßenden angeschlossene Restgas-Austragleitungen sowie über ein gemeinsames Sammelrohr an ihre Auslaß enden angeschlossene Gasbestandteil-Abführleitungen und Restgas-Austragleitungen aufweisen, daß in alle Leitungen Ventile eingeschaltet sind, daß andere zweckmäßige Ausrüstungsteile, wie Beruhigungsbehälter, Vakuumpumpen und zusätzliche Kompressoren, für die jeweiligen Einspeisebedingungen für das Gasgemisch und die Abführerfordernisse der Gasbestandteile vorgesehen sind und daß die Anordnung der Vorrichtung so getroffen ist, daß sie das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen vermag.
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